UNIVERSIDAD NACIONAL “SANTIAGO ANTÚNEZ DE MAYOLO”

1. UNIVERSIDAD NACIONAL “SANTIAGO ANTÚNEZ DE MAYOLO” DEPARTAMENTO ACADÉMICO CIENCIAS BÁSICAS GASES M. RAMÍREZ G. Mag. Miguel RAMÍREZ GUZMÁN

2. Teoría Cinética Molecular • Ofrece un modelo para explicar las propiedades de los gases, sólidos y líquidos en términos del movimiento de las partículas y de las fuerzas de atracción que existen entre éstas. • Las partículas del gas están en constante movimiento aleatorio. • Las partículas del gas no se repelen ni se atraen entre sí. M. RAMÍREZ G.

3. Teoría Cinética Molecular • Las partículas del gas son mucho más pequeñas que las distancias que existen entre ellas. • No se pierde energía cinética cuando las partículas del gas chocan entre sí o con las paredes de su recipiente. • Todos los gases tienen la misma energía cinética promedio a una temperatura dada. M. RAMÍREZ G.

4. Principales Propiedades de los Gases Expansibilidad.- Ocupan todo el volumen disponible. Fluidez.- Adoptan la forma del recipiente que los contiene. Compresibilidad.- Disminuyen sus dimensiones fácilmente por efecto de una pequeña presión. M. RAMÍREZ G.

5. Principales Propiedades de los Gases Elasticidad.- Recuperan sus dimensiones originales, cuando cesa la fuerza deformadora. Difusibilidad.- Atraviesan materiales porosos a grandes velocidades. M. RAMÍREZ G.

6. Variables que determinan el comportamiento de los gases • Número de partículas del gas presente (n) • Temperatura del gas (T) • Presión del gas (P) • Volumen de la muestra del gas (V) M. RAMÍREZ G.

7. Presión y Temperatura Cuando se trabaja con gases, las variables de estado se tienen que operar en estados absolutos. La presión tiene que ser absoluta: Pabs = Patm + Pman M. RAMÍREZ G.

8. Presión y Temperatura Presión Atmosférica o Barométrica: Presión atmosférica estándar 1,00 atm 760 mm Hg, 760 torr 101,325 kPa 1,01325 bar 1013,25 mbar M. RAMÍREZ G.

9. Presión y Temperatura Presión Manométrica: M. RAMÍREZ G.

10. Presión y Temperatura Temperatura: Escalas absolutas: K y ºR Escalas relativas: ºC y ºF Relación termométrica: M. RAMÍREZ G.

11. Presión y Temperatura Ejemplo: La presión en el interior de un balón de gas es 2500 mm Hg. ¿Cuál es la presión absoluta? La relación de Presión absoluta es: Pabs = Patm + Pman Pabs = 760 mm Hg + 2500 mm Hg Pabs = 3260 mm Hg M. RAMÍREZ G.

12. Presión y Temperatura Ejemplo: La temperatura de un gas se encuentra a 27ºC, ¿cuál será la temperatura en Kelvin? Usando la relación de ºC y K: ºC = K -273 Despejando K: K = ºC + 273 Reemplazando valores: TK = 27 + 273 TK = 300 K M. RAMÍREZ G.

13. Leyes de los Gases Ley de Boyle Ley de Charles Ley de Avogadro Ley de Gases Ideales Ley de Graham M. RAMÍREZ G.

14. 1 P  V Leyes de los Gases Ley de Boyle o Proceso Isotérmico (1662) La presión de una cantidad de gas dado a temperatura constante varía inversamente con el volumen. PV = constante M. RAMÍREZ G.

15. P1V1 = 694 L V2= P2 Leyes de los Gases Ejemplo: Relación entre el volumen y la presión de un gas. Ley de Boyle. P1V1= P2V2 Vdepósito= 644 L M. RAMÍREZ G.

16. Leyes de los Gases Ley de Charles o Proceso Isobárico (1787) El volumen de una cantidad de gas dada a presión constante varía directamente con la temperatura. V  T M. RAMÍREZ G.

17. Leyes de los Gases Ejemplo: El argón es un gas inerte usado en los tubos luminosos. En un experimento, 452 mL de gas se calientan de 22ºC a 178ºC a presión constante. ¿Cuál es el volumen final? Usando la ecuación: Condiciones iniciales: Condiciones finales: V1 = 452 mL V2 = ?? T2 = (178 + 273)K = 451K T1 = (22 + 273)K = 295K M. RAMÍREZ G.

18. Leyes de los Gases Despejando V2 y reemplazando valores: V2 = 691 mL M. RAMÍREZ G.

19. Leyes de los Gases Ley de Gay – Lussac o proceso Isocórico (1808) La presión de una cantidad de gas dada a volumen constante varía directamente con la temperatura. PT M. RAMÍREZ G.

20. Leyes de los Gases Ejemplo: Cierto volumen de un gas se encuentra a una presión de 970 mm Hg cuando su temperatura es de 25°C. ¿A qué temperatura deberá estar para que su presión sea 760 mm Hg? Usando la ecuación: M. RAMÍREZ G.

21. Leyes de los Gases Condiciones iniciales: Condiciones finales: T1 = (25 + 273)K = 298K T2 = ?? P1 = 979 mm Hg P2 = 760 mm Hg Despejando T2 y reemplazando valores: T2 = 233,5 K M. RAMÍREZ G.

22. Leyes de los Gases Ley de Avogadro (1811) El volumen de una cantidad de gas dada a temperatura y presión constante varía directamente con el número de partículas. V n M. RAMÍREZ G.

23. Leyes de los Gases La reacción : H2 + O2 H2O M. RAMÍREZ G.

24. Leyes de los Gases Ejemplo: Sabemos que 3,50 L de un gas contienen 0,875 mol. Si aumentamos la cantidad de gas hasta 1,40 mol, ¿cuál será el nuevo volumen del gas? (a temperatura y presión constantes) De acuerdo a la ecuación: M. RAMÍREZ G.

25. Leyes de los Gases Despejando V2 y reemplazando valores: V2 = 5,60 L M. RAMÍREZ G.

26. nT V  P Leyes de los Gases Ley Universal de los Gases Ideales • Ley de Boyle V  1/P • Ley de Charles V  T • Ley de Avogadro V  n PV = nRT M. RAMÍREZ G.

27. Leyes de los Gases A condiciones normales (CN) una mol de cualquier gas ocupa un volumen constante: P = 1 atm T = 0ºC = 273 K Vm = 22,4 L/mol M. RAMÍREZ G.

28. Leyes de los Gases Otras formas de expresar la ecuación de la ley universal de los gases ideales: M. RAMÍREZ G.

29. Leyes de los Gases Ejercicio: El hexafluoruro de azufre (SF6) es un gas incoloro, inodoro y muy reactivo. Calcúlese la presión en atmósferas ejercida por 1,8 moles del gas en un recipiente de 5,43 L a 69,5ºC. De la ecuación universal: PV = nRT Acondicionando de datos: n = 1,8 moles V = 5,43 L T = (69,5 + 273)K = 342,5 K M. RAMÍREZ G.

30. Leyes de los Gases Despejando P y reemplazando datos: P = 9,31 atm M. RAMÍREZ G.

31. Leyes de los Gases Ejemplo: Calcúlese el volumen en litros ocupado por 7,40 g de CO2 a CN. Acondicionando la formula y los datos: m = 7,40 g P = 1 atm T = 273 K M. RAMÍREZ G.

32. Leyes de los Gases Reemplazando datos: V = 3,76 L M. RAMÍREZ G.

33. Leyes de los Gases Ley de Graham (1662) La velocidad de la difusión o efusión de un gas varía inversamente con la raíz cuadrada de su masa molecular. M. RAMÍREZ G.

34. Leyes de los Gases Ejemplo: Un gas inflamable constituido sólo de carbono e hidrógeno es generado por ciertos cultivos de bacterias anaeróbicas en tierras pantanosas y áreas de drenaje. Se encontró que una muestra pura de este gas afluye a través de cierta barrera porosa en 1,50 min. En condiciones idénticas de temperatura y presión, un volumen igual de bromo gaseoso afluye en 4,73 min a través de la misma barrera. Calcúlese la masa molar del gas desconocido. M. RAMÍREZ G.

35. Leyes de los Gases Obteniendo los datos: B = Br2 tB = 1,50 min tA = 4,73 min Reemplazando en la ecuación: M. RAMÍREZ G.

36. Bibliografía • Petrucci. Harwood Química General. Editorial Prentice Hall. 8ª edición México • Raymond Chang Química. Editorial Mc Graw Hill. 4ª edición. México M. RAMÍREZ G.